(57)【要約】【課題】ウエハの搬送時間を短縮して処理のタクトアップを図ることができるプラズマ処理方法と装置を提供する。【解決手段】複数の処理室でウエハを処理している間に各処理室での処理終了までの残処理時間を算出する工程と、残処理時間の最も短い処理室での処理が終了する前に当該処理室に対向するように処理室に対してウエハを搬入搬出する搬送手段を移動させる工程と、処理室での処理終了直後に搬送手段にて処理室内の処理済みのウエハを搬出し、未処理のウエハを搬入する工程とを有する。【選択図】図４
2007258395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の処理室でウエハを処理している間に各処理室での処理終了までの残処理時間を算出する工程と、残処理時間の最も短い処理室での処理が終了する前に当該処理室に対向するように処理室に対してウエハを搬入搬出する搬送手段を移動させる工程と、処理室での処理終了直後に搬送手段にて処理室内の処理済みのウエハを搬出し、未処理のウエハを搬入する工程とを有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
搬送手段は、最も短い残処理時間が、その処理室に搬送手段を対向させるための搬送手段の移動時間と設定された余裕時間との和に等しくなるまで元の位置で待機し、その後移動を開始することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
ウエハの処理を行う複数の処理室と、各処理室に連結して配置されるとともに各処理室に対するウエハの搬入搬出を行う搬送手段が設置された搬送室と、外部と搬送室に連結されるとともに大気圧と搬送室内の圧力とに切り換え可能なロードロック室と、処理室での処理動作制御及び搬送手段の動作制御を行う制御部とを備え、制御部は、各処理室での処理終了までの残処理時間を算出し、残処理時間の最も短い処理室での処理が終了する前に当該処理室に対向するように搬送手段を移動制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法及び装置に関し、特にウエハの搬送時間を短縮して処理のタクトアップを図ったプラズマ処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置、例えばドライエッチング装置において、複数の処理室を、各処理室に対してウエハを搬入搬出する搬送手段を配置した搬送室に連結して配設し、各処理室で同時に併行してウエハの処理を行うようにしたものは知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のこの種のドライエッチング装置においては、ウエハを搬送手段にて予め登録された順に各処理室に搬送して順番に処理を行うか、あるいは処理が終了して空になった処理室にウエハを搬送して処理を行うように構成されている。また、搬送手段は次に処理すべきウエハを保持した状態で、何れかの処理室での処理が終了するまで原点位置で待機し、処理室での処理が終了した後、搬送指令が出されて搬送手段が処理の終了した処理室に対向するように移動し、その後搬送手段にて処理済みウエハを搬出して未処理のウエハを処理室内に搬入し、当該処理室での処理を行うように構成されている。
【０００４】
なお、プラズマ処理において、プラズマ放電開始時の取り込み現在値と処理時間の設定値とから処理終了時間を求め、処理終了時間を設定ウエイト時間間隔でモニタリングし、処理終了時間になった時点で、処理終了としてプラズマ放電を終了することで、高精度な処理を行うようにすることは知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−７７３８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２３５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来のドライエッチング装置では、各処理室で処理が終了した後、搬送手段がその待機位置から当該処理室に向けて移動し、搬送手段が当該処理室に対向位置してからウエハの搬入搬出動作を行っているため、ウエハの搬入搬出に、搬送手段が処理室に対向する位置まで移動する時間が余分にかかってしまい、処理のタクトアップを図ることができないという問題があった。
【０００６】
これに対して、各処理室での処理時間が常に確定していて、処理終了時刻が予め判明しているのであれば、その処理終了時刻に当該処理室に搬送手段が対向位置するように予め搬送手段を移動させておくことも考えられるが、実際には各処理室での処理条件の微妙な差異によっても処理の進行状況が変動し、さらに処理条件の異常な変化とそれに対する回復過程等がなされる場合もあって、処理の終了時間にばらつきが発生することは避けられず、そのため予め搬送手段を移動させておくことができず、処理のタクトアップを図ることができなかった。
【０００７】
なお、特許文献２に記載された構成では、処理終了時間を求めてその時間になるとプラズマ放電を終了することで処理の高精度化を図ることは開示されていても、ウエハの搬送時間を短縮することについては全く記載がなく、処理のタクトアップを図れるものではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、ウエハの搬送時間を短縮して処理のタクトアップを図ることができるプラズマ処理方法と装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラズマ処理方法は、複数の処理室でウエハを処理している間に各処理室での処理終了までの残処理時間を算出する工程と、残処理時間の最も短い処理室での処理が終了する前に当該処理室に対向するように処理室に対してウエハを搬入搬出する搬送手段を移動させる工程と、処理室での処理終了直後に搬送手段にて処理室内の処理済みのウエハを搬出し、未処理のウエハを搬入する工程とを有するものである。
【００１０】
この構成によると、各処理室での処理が終了する前に、搬送手段が当該処理室に対向するように移動しており、処理が終了すると搬送手段が直ちに処理室に対するウエハの搬出搬入動作を行うことができ、処理室での処理終了後に搬送手段が当該処理室に対向する位置まで移動する時間を削減することができるため、ウエハの搬送時間を極限まで短縮してウエハ処理のタクトアップを図ることができる。
【００１１】
また、搬送手段は、最も短い残処理時間が、その処理室に搬送手段を対向させるための搬送手段の移動時間と設定された余裕時間との和に等しくなるまで元の位置で待機し、その後移動を開始するようにすると、各処理室での処理が終了する直前に搬送手段が対向するようにそれまでは搬送手段が待機しているので、先に処理が終了する予定の処理室での処理が諸事情で長引いて、他の処理室での処理の方が早く終了することになった場合にも、搬送手段は早く処理が終了する他の処理室に対向するようにその直前に移動し、処理室での処理時間に変動があっても搬送手段の無駄な移動によるタクトタイムのロスを可及的に無くすことができるため、一層処理のタクトアップを図ることができる。
【００１２】
また、本発明のプラズマ処理装置は、ウエハの処理を行う複数の処理室と、各処理室に連結して配置されるとともに各処理室に対するウエハの搬入搬出を行う搬送手段が設置された搬送室と、外部と搬送室に連結されるとともに大気圧と搬送室内の圧力とに切り換え可能なロードロック室と、処理室での処理動作制御及び搬送手段の動作制御を行う制御部とを備え、制御部は、各処理室での処理終了までの残処理時間を算出し、残処理時間の最も短い処理室での処理が終了する前に当該処理室に対向するように搬送手段を移動制御するものである。
【００１３】
この構成によると、上記プラズマ処理方法を実施し、ウエハの搬送時間を極限まで短縮して処理のタクトアップを図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプラズマ処理方法及び装置によれば、各処理室での処理が終了する前に、搬送手段が当該処理室に対向するように移動しており、処理が終了すると直ちに処理室に対するウエハの搬出搬入動作を行うことができるので、処理室での処理終了後に搬送手段が当該処理室に対向する位置まで移動する時間を削減でき、その分ウエハの搬送時間を短縮してウエハ処理のタクトアップを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のプラズマ処理装置を適用したドライエッチング装置の一実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態のドライエッチング装置１においては、図１に示すように、エッチング処理室２と、リンス処理室３と、アッシング処理室４と、ダブルアーム方式の搬送手段６が配置された搬送室５と、大気圧状態と任意の真空状態とに切り換え可能に構成され、外部との間でウエハ１１を収容したウエハカセット１０の受け渡しを行うロードロック室７とを備えている。各処理室２、３、４及びロードロック室７は、搬送室５を中央にしてその四方に配設され、かつ各処理室２〜４及びロードロック室７との間に設けられたゲート８を通して搬送手段６にてこれらの各室に対してウエハ１１を搬入・搬出できるように構成されている。また、ロードロック室７には、外部との間でウエハカセット１０などの搬入・搬出を行うゲート９が設けられ、かつこのゲート９の外部にウエハカセット１０などの移載手段（図示せず）などが配設されている。
【００１７】
ロードロック室７には、ウエハカセット１０を支持する支持台１２が配設されている。ウエハカセット１０には複数枚（通常、数枚〜２０数枚程度）のウエハ１１が上下に間隔をあけて積層状態で収容されている。支持台１２は昇降回転手段（図示せず）にて昇降及び回転可能に構成され、これにより支持台１２上のウエハカセット１０の向きを任意に調整し、また任意のウエハ１１を、搬送手段６によって搬送する際に要求される所定の高さ位置に調整できるように構成されている。
【００１８】
搬送室５における搬送手段６には、本出願人が先に提案しているダブルアーム方式の搬送手段（特開平７−２２１１５７号公報参照）を適用している。この搬送手段６は、図２（ａ）に示すように、上アーム１６ａと下アーム１６ｂが単一のアーム駆動モータ１７にてカムボックス１８を介して駆動され、図２（ｂ）に示すように、カムボックス１８内のカム軸（図示せず）が１回転する間に上アーム１６ａと下アーム１６ｂが相前後して出退動作することで、ウエハ１１の搬入・搬出を１動作工程で行えるようにしたものである。図２（ａ）において、搬送室５外に配設されたカムボックス１８から上・下アーム１６ａ、１６ｂを駆動するアーム駆動シャフト１９ａ、１９ｂが搬送室５の下壁面を貫通して搬送室５内に延設され、搬送室５の下壁面にはアーム駆動シャフト１９ａ、１９ｂの貫通部を回転可能に真空シールする真空シール部２０が設けられている。２１はカムボックス１８を真空シール部２０の軸芯と同一の軸心回りに回転移動させて上・下アーム１６ａ、１６ｂの向きを変える旋回軸で、旋回駆動モータ２２にて回動インデックス２３を介して駆動される。
【００１９】
このドライエッチング装置１の制御構成について説明すると、図１に示すように、各処理室２〜４には、それぞれの処理動作工程を制御する処理制御部２ａ、３ａ、４ａが設けられており、これら処理制御部２ａ、３ａ、４ａと、搬送手段６と、ロードロック室７の昇降回転手段（図示せず）を統括制御する制御装置２４が設けられている。
【００２０】
制御装置２４は、図３に示すように、各処理室２〜４での処理条件を処理制御部２ａ、３ａ、４ａに対して指令するとともに、処理状態を監視する処理条件指令・状態監視部２５と、ウエハの種類ごとの処理条件を登録するウエハ処理条件登録部２６と、搬送手段６の動作制御を行う搬送手段制御部２７と、ロードロック室７の昇降回転手段（図示せず）の動作制御を行うロードロック室制御部２８と、処理条件等の各種制御データを入力する入力手段３０と、各処理室２〜４での処理状態や異常発生時の状態などを表示する出力表示手段３１と、これらを統括して制御するＣＰＵ３２とを備えている。
【００２１】
以上の構成のドライエッチング装置１におけるウエハ１１の処理動作について説明する。予め、処理の開始に先立って処理しようとする各種のウエハの処理条件を入力手段３０から入力してウエハ処理条件登録部２６に登録しておく。その後、処理すべきウエハ１１を収容したウエハカセット１０をロードロック室７の支持台１２上に搬入して設置し、処理を開始する。すると、まずウエハカセット１０から搬送手段６で処理するウエハ１１を取り出す際にそのウエハ１１を認識し、処理しようとするウエハ１１の処理条件をウエハ処理条件登録部２６から読み込み、それに基づいて処理条件指令・状態監視部２５から対応する処理室２〜４の処理制御部２ａ〜４ａに対して処理条件が指令されるとともに、ウエハ１１が所定の処理室２〜４に搬入され、各処理室２〜４で所要の処理が行われるとともにその処理状態が監視される。各処理室２〜４では、それぞれの処理が同時に併行して行われる。各処理室２〜４での処理が終了すると、ウエハ１１が搬送手段６にて搬出され、そのウエハ１１に対して後続して処理すべき各処理室２〜４に向けて搬送されて各処理室２〜４に搬入され、上記と同様に処理が行われる。ウエハ１１に対して所定の処理がすべて終了すると、搬送手段６にて処理済みのウエハ１１がウエハカセット１０に搬入されるとともに、次のウエハ１１が取り出される。
【００２２】
次に、上記制御装置２４による搬送手段６の動作制御について、図４を参照して説明する。なお、搬送手段６はその上・下アーム１６ａ、１６ｂ（以下、搬送アームと称す）をロードロック室７に向けた回動位置を原点位置としており、ウエハ１１の搬送後、引き続いて搬送動作を行なわない場合には原点位置で待機するように構成されている。上記のように処理が開始されると、各処理室２〜４について現在の処理工程を取り込み（ステップＳ１）、それに基づいて各処理室２〜４について処理終了予定時刻までの残処理時間Ｔｅを算出する（ステップＳ２）。次に、原点位置で待機している状態又は搬送を終了した直後の搬送アームの位置から各処理室２〜４に対向する位置までの搬送手段６の回動時間Ｔｒを算出する（ステップＳ３）。次に、各処理室２〜４について、移動開始時間Ｔｍ＝（Ｔｅ−Ｔｒ）を算出する（ステップＳ４）。次に、移動開始時間Ｔｍが、適宜に設定した余裕時間Ｔａ以下になった処理室２〜４が存在する否かの判定を行い（ステップＳ５）、存在しない場合はステップＳ１にリターンして以上の動作を繰り返して待機し、ウエハ搬送を行う処理室２〜４が存在する場合には当該処理室２〜４に搬送アームが対向するように搬送手段６を回動させる（ステップＳ６）。その後、ステップＳ１にリターンしてステップＳ１〜Ｓ５によってその後に移動開始時間Ｔｍが余裕時間Ｔａ以下になった処理室２〜４が存在するか否かのモニタリングを継続するとともに、搬送アームが対向している処理室２〜４の処理終了を待って搬送アームにて処理済みのウエハ１１の搬出と、未処理のウエハ１１の搬入を行う（ステップＳ７）。その後、引き続いてウエハ１１の搬送を行う必要がある場合は搬送手段６はその位置からステップＳ６に移行し、必要がない場合は搬送手段６は原点位置に復帰回動して待機する（ステップＳ８）。
【００２３】
以上の実施形態によれば、各処理室２〜４での処理が終了する前に、搬送手段６が当該処理室２〜４に対向するように回動し、処理が終了するとその直後に搬送手段６が処理室２〜４に対するウエハ１１の搬出搬入動作が行われるので、ウエハ１１の搬送時間に従来のように処理室２〜４での処理が終了した後に搬送手段６が当該処理室２〜４に対向する位置まで移動する時間が削減され、ウエハ１１の搬送時間を極限まで短縮することができる。さらに、各処理室２〜４での処理が終了する直前に搬送手段６が対向するようにそれまでは搬送手段６が待機しているので、先に処理が終了する予定の処理室２〜４での処理が諸事情で長引いて、他の処理室２〜４での処理の方が早く終了することになった場合にも、搬送手段６は早く処理が終了する他の処理室２〜４に対向するようにその直前に回動することで、処理室２〜４での処理時間に変動があっても搬送手段６の無駄な回動によるタクトタイムのロスを可及的に無くすことができ、その結果ウエハ処理のタクトアップを図ることができる。
【００２４】
これにより、例えば、ウエハカセット１０に生産ロットとして２５枚のウエハ１１が収納されており、１枚のウエハ当たりの各処理室２〜４での平均処理時間が３分で、ウエハ１１を各処理室２〜４やロードロック室７との間で移動させる際に、搬送手段６を目的の各処理室２〜４に向けて回動させるのに要する平均時間を３秒とすると、各処理室２〜４で並行して処理が行われるとして、処理トータル時間が１時間１５分であるのに対して、搬送手段６が各処理室２〜４に対向する位置まで移動するためにトータル３分４５秒の移動時間が必要となるが、本発明を適用することでこの移動時間を削減することができ、その分タクトアップを短縮することができる。
【００２５】
以上の説明では、搬送室５の周囲に各処理室２〜４とロードロック室７を配設し、搬送室５に配置した搬送手段６が各処理室２〜４に対向するように回動する例を示したが、各処理室２〜４が並列して配設され、その前面に対向するように搬送手段６が移動してウエハ１１を搬入搬出するように構成された装置構成においても本発明を適用することで同様の効果を奏することができる。
【００２６】
また、以上の実施形態の説明では、本発明をドライエッチング装置に適用した例についてのみ説明したが、本発明はドライエッチングに限らず、表面改質や薄膜堆積などを行う各種プラズマ処理装置に対しても適用できるとともに、適用することで同様の作用効果を奏することは詳しく説明するまでもなく明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のプラズマ処理方法及び装置によれば、各処理室での処理が終了する前に搬送手段が当該処理室に対向するように移動し、処理が終了すると直ちに処理室に対するウエハの搬出搬入動作を行うことで、処理室での処理終了後に搬送手段が当該処理室に対向する位置まで移動する時間を削減でき、その分ウエハ処理のタクトアップを図ることができるので、各種プラズマ処理装置に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態のドライエッチング装置の全体構成を示す平面図
【図２】同実施形態の搬送室と搬送手段を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は搬送手段の上アームと下アームの動作タイミング図
【図３】同実施形態の制御装置の構成を示すブロック図
【図４】同実施形態のウエハ搬送動作制御のフロー図
【符号の説明】
【００２９】
１  ドライエッチング装置（プラズマ処理装置）
２  エッチング処理室
３  リンス処理室
４  アッシング処理室
５  搬送室
６  搬送手段
７  ロードロック室
１１  ウエハ
２４  制御装置（制御部）
【図１】
2007258395.tif 000003
【図２】
2007258395.tif 000004
【図３】
2007258395.tif 000005
【図４】
2007258395.tif 000006